]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/i386/xen/mp_machdep.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / sys / i386 / xen / mp_machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
3  * Copyright (c) 2008, by Kip Macy
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. The name of the developer may NOT be used to endorse or promote products
12  *    derived from this software without specific prior written permission.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
24  * SUCH DAMAGE.
25  */
26
27 #include <sys/cdefs.h>
28 __FBSDID("$FreeBSD$");
29
30 #include "opt_apic.h"
31 #include "opt_cpu.h"
32 #include "opt_kstack_pages.h"
33 #include "opt_mp_watchdog.h"
34 #include "opt_pmap.h"
35 #include "opt_sched.h"
36 #include "opt_smp.h"
37
38 #if !defined(lint)
39 #if !defined(SMP)
40 #error How did you get here?
41 #endif
42
43 #ifndef DEV_APIC
44 #error The apic device is required for SMP, add "device apic" to your config file.
45 #endif
46 #if defined(CPU_DISABLE_CMPXCHG) && !defined(COMPILING_LINT)
47 #error SMP not supported with CPU_DISABLE_CMPXCHG
48 #endif
49 #endif /* not lint */
50
51 #include <sys/param.h>
52 #include <sys/systm.h>
53 #include <sys/bus.h>
54 #include <sys/cons.h>   /* cngetc() */
55 #include <sys/cpuset.h>
56 #ifdef GPROF 
57 #include <sys/gmon.h>
58 #endif
59 #include <sys/kernel.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61 #include <sys/lock.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/memrange.h>
64 #include <sys/mutex.h>
65 #include <sys/pcpu.h>
66 #include <sys/proc.h>
67 #include <sys/rwlock.h>
68 #include <sys/sched.h>
69 #include <sys/smp.h>
70 #include <sys/sysctl.h>
71
72 #include <vm/vm.h>
73 #include <vm/vm_param.h>
74 #include <vm/pmap.h>
75 #include <vm/vm_kern.h>
76 #include <vm/vm_extern.h>
77 #include <vm/vm_page.h>
78
79 #include <x86/apicreg.h>
80 #include <machine/md_var.h>
81 #include <machine/mp_watchdog.h>
82 #include <machine/pcb.h>
83 #include <machine/psl.h>
84 #include <machine/smp.h>
85 #include <machine/specialreg.h>
86 #include <machine/pcpu.h>
87
88 #include <xen/xen-os.h>
89 #include <xen/evtchn.h>
90 #include <xen/xen_intr.h>
91 #include <xen/hypervisor.h>
92 #include <xen/interface/vcpu.h>
93
94 /*---------------------------- Extern Declarations ---------------------------*/
95 extern  struct pcpu __pcpu[];
96
97 extern void Xhypervisor_callback(void);
98 extern void failsafe_callback(void);
99 extern void pmap_lazyfix_action(void);
100
101 /*--------------------------- Forward Declarations ---------------------------*/
102 static driver_filter_t  smp_reschedule_interrupt;
103 static driver_filter_t  smp_call_function_interrupt;
104 static void             assign_cpu_ids(void);
105 static void             set_interrupt_apic_ids(void);
106 static int              start_all_aps(void);
107 static int              start_ap(int apic_id);
108 static void             release_aps(void *dummy);
109
110 /*---------------------------------- Macros ----------------------------------*/
111 #define IPI_TO_IDX(ipi) ((ipi) - APIC_IPI_INTS)
112
113 /*-------------------------------- Local Types -------------------------------*/
114 typedef void call_data_func_t(uintptr_t , uintptr_t);
115
116 struct cpu_info {
117         int     cpu_present:1;
118         int     cpu_bsp:1;
119         int     cpu_disabled:1;
120 };
121
122 struct xen_ipi_handler
123 {
124         driver_filter_t *filter;
125         const char      *description;
126 };
127
128 enum {
129         RESCHEDULE_VECTOR,
130         CALL_FUNCTION_VECTOR,
131 };
132
133 /*-------------------------------- Global Data -------------------------------*/
134 static u_int    hyperthreading_cpus;
135 static cpuset_t hyperthreading_cpus_mask;
136
137 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
138 int     boot_cpu_id = -1;       /* designated BSP */
139
140 static int bootAP;
141 static union descriptor *bootAPgdt;
142
143 /* Free these after use */
144 void *bootstacks[MAXCPU];
145
146 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
147
148 /* Variables needed for SMP tlb shootdown. */
149 vm_offset_t smp_tlb_addr1;
150 vm_offset_t smp_tlb_addr2;
151 volatile int smp_tlb_wait;
152
153 static u_int logical_cpus;
154 static volatile cpuset_t ipi_nmi_pending;
155
156 /* used to hold the AP's until we are ready to release them */
157 static struct mtx ap_boot_mtx;
158
159 /* Set to 1 once we're ready to let the APs out of the pen. */
160 static volatile int aps_ready = 0;
161
162 /*
163  * Store data from cpu_add() until later in the boot when we actually setup
164  * the APs.
165  */
166 static struct cpu_info cpu_info[MAX_APIC_ID + 1];
167 int cpu_apic_ids[MAXCPU];
168 int apic_cpuids[MAX_APIC_ID + 1];
169
170 /* Holds pending bitmap based IPIs per CPU */
171 static volatile u_int cpu_ipi_pending[MAXCPU];
172
173 static int cpu_logical;
174 static int cpu_cores;
175
176 static const struct xen_ipi_handler xen_ipis[] = 
177 {
178         [RESCHEDULE_VECTOR]     = { smp_reschedule_interrupt,   "resched"  },
179         [CALL_FUNCTION_VECTOR]  = { smp_call_function_interrupt,"callfunc" }
180 };
181
182 /*------------------------------- Per-CPU Data -------------------------------*/
183 DPCPU_DEFINE(xen_intr_handle_t, ipi_handle[nitems(xen_ipis)]);
184 DPCPU_DEFINE(struct vcpu_info *, vcpu_info);
185
186 /*------------------------------ Implementation ------------------------------*/
187 struct cpu_group *
188 cpu_topo(void)
189 {
190         if (cpu_cores == 0)
191                 cpu_cores = 1;
192         if (cpu_logical == 0)
193                 cpu_logical = 1;
194         if (mp_ncpus % (cpu_cores * cpu_logical) != 0) {
195                 printf("WARNING: Non-uniform processors.\n");
196                 printf("WARNING: Using suboptimal topology.\n");
197                 return (smp_topo_none());
198         }
199         /*
200          * No multi-core or hyper-threaded.
201          */
202         if (cpu_logical * cpu_cores == 1)
203                 return (smp_topo_none());
204         /*
205          * Only HTT no multi-core.
206          */
207         if (cpu_logical > 1 && cpu_cores == 1)
208                 return (smp_topo_1level(CG_SHARE_L1, cpu_logical, CG_FLAG_HTT));
209         /*
210          * Only multi-core no HTT.
211          */
212         if (cpu_cores > 1 && cpu_logical == 1)
213                 return (smp_topo_1level(CG_SHARE_NONE, cpu_cores, 0));
214         /*
215          * Both HTT and multi-core.
216          */
217         return (smp_topo_2level(CG_SHARE_NONE, cpu_cores,
218             CG_SHARE_L1, cpu_logical, CG_FLAG_HTT));
219 }
220
221 /*
222  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
223  */
224 u_int
225 mp_bootaddress(u_int basemem)
226 {
227
228         return (basemem);
229 }
230
231 void
232 cpu_add(u_int apic_id, char boot_cpu)
233 {
234
235         if (apic_id > MAX_APIC_ID) {
236                 panic("SMP: APIC ID %d too high", apic_id);
237                 return;
238         }
239         KASSERT(cpu_info[apic_id].cpu_present == 0, ("CPU %d added twice",
240             apic_id));
241         cpu_info[apic_id].cpu_present = 1;
242         if (boot_cpu) {
243                 KASSERT(boot_cpu_id == -1,
244                     ("CPU %d claims to be BSP, but CPU %d already is", apic_id,
245                     boot_cpu_id));
246                 boot_cpu_id = apic_id;
247                 cpu_info[apic_id].cpu_bsp = 1;
248         }
249         if (mp_ncpus < MAXCPU)
250                 mp_ncpus++;
251         if (bootverbose)
252                 printf("SMP: Added CPU %d (%s)\n", apic_id, boot_cpu ? "BSP" :
253                     "AP");
254 }
255
256 void
257 cpu_mp_setmaxid(void)
258 {
259
260         mp_maxid = MAXCPU - 1;
261 }
262
263 int
264 cpu_mp_probe(void)
265 {
266
267         /*
268          * Always record BSP in CPU map so that the mbuf init code works
269          * correctly.
270          */
271         CPU_SETOF(0, &all_cpus);
272         if (mp_ncpus == 0) {
273                 /*
274                  * No CPUs were found, so this must be a UP system.  Setup
275                  * the variables to represent a system with a single CPU
276                  * with an id of 0.
277                  */
278                 mp_ncpus = 1;
279                 return (0);
280         }
281
282         /* At least one CPU was found. */
283         if (mp_ncpus == 1) {
284                 /*
285                  * One CPU was found, so this must be a UP system with
286                  * an I/O APIC.
287                  */
288                 return (0);
289         }
290
291         /* At least two CPUs were found. */
292         return (1);
293 }
294
295 /*
296  * Initialize the IPI handlers and start up the AP's.
297  */
298 void
299 cpu_mp_start(void)
300 {
301         int i;
302
303         /* Initialize the logical ID to APIC ID table. */
304         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
305                 cpu_apic_ids[i] = -1;
306                 cpu_ipi_pending[i] = 0;
307         }
308
309         /* Set boot_cpu_id if needed. */
310         if (boot_cpu_id == -1) {
311                 boot_cpu_id = PCPU_GET(apic_id);
312                 cpu_info[boot_cpu_id].cpu_bsp = 1;
313         } else
314                 KASSERT(boot_cpu_id == PCPU_GET(apic_id),
315                     ("BSP's APIC ID doesn't match boot_cpu_id"));
316         cpu_apic_ids[0] = boot_cpu_id;
317         apic_cpuids[boot_cpu_id] = 0;
318
319         assign_cpu_ids();
320
321         /* Start each Application Processor */
322         start_all_aps();
323
324         /* Setup the initial logical CPUs info. */
325         logical_cpus = 0;
326         CPU_ZERO(&logical_cpus_mask);
327         if (cpu_feature & CPUID_HTT)
328                 logical_cpus = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16;
329
330         set_interrupt_apic_ids();
331 }
332
333
334 static void
335 iv_rendezvous(uintptr_t a, uintptr_t b)
336 {
337         smp_rendezvous_action();
338 }
339
340 static void
341 iv_invltlb(uintptr_t a, uintptr_t b)
342 {
343         xen_tlb_flush();
344 }
345
346 static void
347 iv_invlpg(uintptr_t a, uintptr_t b)
348 {
349         xen_invlpg(a);
350 }
351
352 static void
353 iv_invlrng(uintptr_t a, uintptr_t b)
354 {
355         vm_offset_t start = (vm_offset_t)a;
356         vm_offset_t end = (vm_offset_t)b;
357
358         while (start < end) {
359                 xen_invlpg(start);
360                 start += PAGE_SIZE;
361         }
362 }
363
364
365 static void
366 iv_invlcache(uintptr_t a, uintptr_t b)
367 {
368
369         wbinvd();
370         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
371 }
372
373 static void
374 iv_lazypmap(uintptr_t a, uintptr_t b)
375 {
376         pmap_lazyfix_action();
377         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
378 }
379
380 /*
381  * These start from "IPI offset" APIC_IPI_INTS
382  */
383 static call_data_func_t *ipi_vectors[6] = 
384 {
385         iv_rendezvous,
386         iv_invltlb,
387         iv_invlpg,
388         iv_invlrng,
389         iv_invlcache,
390         iv_lazypmap,
391 };
392
393 /*
394  * Reschedule call back. Nothing to do,
395  * all the work is done automatically when
396  * we return from the interrupt.
397  */
398 static int
399 smp_reschedule_interrupt(void *unused)
400 {
401         int cpu = PCPU_GET(cpuid);
402         u_int ipi_bitmap;
403
404         ipi_bitmap = atomic_readandclear_int(&cpu_ipi_pending[cpu]);
405
406         if (ipi_bitmap & (1 << IPI_PREEMPT)) {
407 #ifdef COUNT_IPIS
408                 (*ipi_preempt_counts[cpu])++;
409 #endif
410                 sched_preempt(curthread);
411         }
412
413         if (ipi_bitmap & (1 << IPI_AST)) {
414 #ifdef COUNT_IPIS
415                 (*ipi_ast_counts[cpu])++;
416 #endif
417                 /* Nothing to do for AST */
418         }       
419         return (FILTER_HANDLED);
420 }
421
422 struct _call_data {
423         uint16_t func_id;
424         uint16_t wait;
425         uintptr_t arg1;
426         uintptr_t arg2;
427         atomic_t started;
428         atomic_t finished;
429 };
430
431 static struct _call_data *call_data;
432
433 static int
434 smp_call_function_interrupt(void *unused)
435 {       
436         call_data_func_t *func;
437         uintptr_t arg1 = call_data->arg1;
438         uintptr_t arg2 = call_data->arg2;
439         int wait = call_data->wait;
440         atomic_t *started = &call_data->started;
441         atomic_t *finished = &call_data->finished;
442
443         /* We only handle function IPIs, not bitmap IPIs */
444         if (call_data->func_id < APIC_IPI_INTS ||
445             call_data->func_id > IPI_BITMAP_VECTOR)
446                 panic("invalid function id %u", call_data->func_id);
447         
448         func = ipi_vectors[IPI_TO_IDX(call_data->func_id)];
449         /*
450          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
451          * about to execute the function
452          */
453         mb();
454         atomic_inc(started);
455         /*
456          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
457          */
458         (*func)(arg1, arg2);
459
460         if (wait) {
461                 mb();
462                 atomic_inc(finished);
463         }
464         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
465         return (FILTER_HANDLED);
466 }
467
468 /*
469  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
470  */
471 void
472 cpu_mp_announce(void)
473 {
474         int i, x;
475
476         /* List CPUs */
477         printf(" cpu0 (BSP): APIC ID: %2d\n", boot_cpu_id);
478         for (i = 1, x = 0; x <= MAX_APIC_ID; x++) {
479                 if (!cpu_info[x].cpu_present || cpu_info[x].cpu_bsp)
480                         continue;
481                 if (cpu_info[x].cpu_disabled)
482                         printf("  cpu (AP): APIC ID: %2d (disabled)\n", x);
483                 else {
484                         KASSERT(i < mp_ncpus,
485                             ("mp_ncpus and actual cpus are out of whack"));
486                         printf(" cpu%d (AP): APIC ID: %2d\n", i++, x);
487                 }
488         }
489 }
490
491 static int
492 xen_smp_cpu_init(unsigned int cpu)
493 {
494         xen_intr_handle_t *ipi_handle;
495         const struct xen_ipi_handler *ipi;
496         int idx, rc;
497
498         ipi_handle = DPCPU_ID_GET(cpu, ipi_handle);
499         for (ipi = xen_ipis, idx = 0; idx < nitems(xen_ipis); ipi++, idx++) {
500
501                 /*
502                  * The PCPU variable pc_device is not initialized on i386 PV,
503                  * so we have to use the root_bus device in order to setup
504                  * the IPIs.
505                  */
506                 rc = xen_intr_alloc_and_bind_ipi(root_bus, cpu,
507                     ipi->filter, INTR_TYPE_TTY, &ipi_handle[idx]);
508                 if (rc != 0) {
509                         printf("Unable to allocate a XEN IPI port. "
510                             "Error %d\n", rc);
511                         break;
512                 }
513                 xen_intr_describe(ipi_handle[idx], "%s", ipi->description);
514         }
515
516         for (;idx < nitems(xen_ipis); idx++)
517                     ipi_handle[idx] = NULL;
518
519         if (rc == 0)
520                 return (0);
521
522         /* Either all are successfully mapped, or none at all. */
523         for (idx = 0; idx < nitems(xen_ipis); idx++) {
524                 if (ipi_handle[idx] == NULL)
525                         continue;
526
527                 xen_intr_unbind(ipi_handle[idx]);
528                 ipi_handle[idx] = NULL;
529         }
530
531         return (rc);
532 }
533
534 static void
535 xen_smp_intr_init_cpus(void *unused)
536 {
537         int i;
538             
539         for (i = 0; i < mp_ncpus; i++)
540                 xen_smp_cpu_init(i);
541 }
542
543 static void
544 xen_smp_intr_setup_cpus(void *unused)
545 {
546         int i;
547
548         for (i = 0; i < mp_ncpus; i++)
549                 DPCPU_ID_SET(i, vcpu_info,
550                     &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[i]);
551 }
552
553 #define MTOPSIZE (1<<(14 + PAGE_SHIFT))
554
555 /*
556  * AP CPU's call this to initialize themselves.
557  */
558 void
559 init_secondary(void)
560 {
561         vm_offset_t addr;
562         u_int   cpuid;
563         int     gsel_tss;
564         
565         
566         /* bootAP is set in start_ap() to our ID. */
567         PCPU_SET(currentldt, _default_ldt);
568         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
569 #if 0
570         gdt[bootAP * NGDT + GPROC0_SEL].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;
571 #endif
572         PCPU_SET(common_tss.tss_esp0, 0); /* not used until after switch */
573         PCPU_SET(common_tss.tss_ss0, GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL));
574         PCPU_SET(common_tss.tss_ioopt, (sizeof (struct i386tss)) << 16);
575 #if 0
576         PCPU_SET(tss_gdt, &gdt[bootAP * NGDT + GPROC0_SEL].sd);
577
578         PCPU_SET(common_tssd, *PCPU_GET(tss_gdt));
579 #endif
580         PCPU_SET(fsgs_gdt, &gdt[GUFS_SEL].sd);
581
582         /*
583          * Set to a known state:
584          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
585          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
586          */
587         /*
588          * signal our startup to the BSP.
589          */
590         mp_naps++;
591
592         /* Spin until the BSP releases the AP's. */
593         while (!aps_ready)
594                 ia32_pause();
595
596         /* BSP may have changed PTD while we were waiting */
597         invltlb();
598         for (addr = 0; addr < NKPT * NBPDR - 1; addr += PAGE_SIZE)
599                 invlpg(addr);
600
601 #if 0
602         /* set up SSE/NX */
603         initializecpu();
604 #endif
605
606         /* set up FPU state on the AP */
607         npxinit(false);
608 #if 0
609         /* A quick check from sanity claus */
610         if (PCPU_GET(apic_id) != lapic_id()) {
611                 printf("SMP: cpuid = %d\n", PCPU_GET(cpuid));
612                 printf("SMP: actual apic_id = %d\n", lapic_id());
613                 printf("SMP: correct apic_id = %d\n", PCPU_GET(apic_id));
614                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
615         }
616 #endif
617         
618         /* Initialize curthread. */
619         KASSERT(PCPU_GET(idlethread) != NULL, ("no idle thread"));
620         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
621
622         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
623 #if 0
624         
625         /* Init local apic for irq's */
626         lapic_setup(1);
627 #endif
628         smp_cpus++;
629
630         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
631         CTR1(KTR_SMP, "SMP: AP CPU #%d Launched", cpuid);
632         printf("SMP: AP CPU #%d Launched!\n", cpuid);
633
634         /* Determine if we are a logical CPU. */
635         if (logical_cpus > 1 && PCPU_GET(apic_id) % logical_cpus != 0)
636                 CPU_SET(cpuid, &logical_cpus_mask);
637         
638         /* Determine if we are a hyperthread. */
639         if (hyperthreading_cpus > 1 &&
640             PCPU_GET(apic_id) % hyperthreading_cpus != 0)
641                 CPU_SET(cpuid, &hyperthreading_cpus_mask);
642 #if 0
643         if (bootverbose)
644                 lapic_dump("AP");
645 #endif
646         if (smp_cpus == mp_ncpus) {
647                 /* enable IPI's, tlb shootdown, freezes etc */
648                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
649         }
650
651         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
652
653         /* wait until all the AP's are up */
654         while (smp_started == 0)
655                 ia32_pause();
656
657         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
658
659         /* Start per-CPU event timers. */
660         cpu_initclocks_ap();
661
662         /* enter the scheduler */
663         sched_throw(NULL);
664
665         panic("scheduler returned us to %s", __func__);
666         /* NOTREACHED */
667 }
668
669 /*******************************************************************
670  * local functions and data
671  */
672
673 /*
674  * We tell the I/O APIC code about all the CPUs we want to receive
675  * interrupts.  If we don't want certain CPUs to receive IRQs we
676  * can simply not tell the I/O APIC code about them in this function.
677  * We also do not tell it about the BSP since it tells itself about
678  * the BSP internally to work with UP kernels and on UP machines.
679  */
680 static void
681 set_interrupt_apic_ids(void)
682 {
683         u_int i, apic_id;
684
685         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
686                 apic_id = cpu_apic_ids[i];
687                 if (apic_id == -1)
688                         continue;
689                 if (cpu_info[apic_id].cpu_bsp)
690                         continue;
691                 if (cpu_info[apic_id].cpu_disabled)
692                         continue;
693
694                 /* Don't let hyperthreads service interrupts. */
695                 if (hyperthreading_cpus > 1 &&
696                     apic_id % hyperthreading_cpus != 0)
697                         continue;
698
699                 intr_add_cpu(i);
700         }
701 }
702
703 /*
704  * Assign logical CPU IDs to local APICs.
705  */
706 static void
707 assign_cpu_ids(void)
708 {
709         u_int i;
710
711         /* Check for explicitly disabled CPUs. */
712         for (i = 0; i <= MAX_APIC_ID; i++) {
713                 if (!cpu_info[i].cpu_present || cpu_info[i].cpu_bsp)
714                         continue;
715
716                 /* Don't use this CPU if it has been disabled by a tunable. */
717                 if (resource_disabled("lapic", i)) {
718                         cpu_info[i].cpu_disabled = 1;
719                         continue;
720                 }
721         }
722
723         /*
724          * Assign CPU IDs to local APIC IDs and disable any CPUs
725          * beyond MAXCPU.  CPU 0 has already been assigned to the BSP,
726          * so we only have to assign IDs for APs.
727          */
728         mp_ncpus = 1;
729         for (i = 0; i <= MAX_APIC_ID; i++) {
730                 if (!cpu_info[i].cpu_present || cpu_info[i].cpu_bsp ||
731                     cpu_info[i].cpu_disabled)
732                         continue;
733
734                 if (mp_ncpus < MAXCPU) {
735                         cpu_apic_ids[mp_ncpus] = i;
736                         apic_cpuids[i] = mp_ncpus;
737                         mp_ncpus++;
738                 } else
739                         cpu_info[i].cpu_disabled = 1;
740         }
741         KASSERT(mp_maxid >= mp_ncpus - 1,
742             ("%s: counters out of sync: max %d, count %d", __func__, mp_maxid,
743             mp_ncpus));         
744 }
745
746 /*
747  * start each AP in our list
748  */
749 /* Lowest 1MB is already mapped: don't touch*/
750 #define TMPMAP_START 1
751 int
752 start_all_aps(void)
753 {
754         int x,apic_id, cpu;
755         struct pcpu *pc;
756         
757         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
758
759         /* set up temporary P==V mapping for AP boot */
760         /* XXX this is a hack, we should boot the AP on its own stack/PTD */
761
762         /* start each AP */
763         for (cpu = 1; cpu < mp_ncpus; cpu++) {
764                 apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
765
766
767                 bootAP = cpu;
768                 bootAPgdt = gdt + (512*cpu);
769
770                 /* Get per-cpu data */
771                 pc = &__pcpu[bootAP];
772                 pcpu_init(pc, bootAP, sizeof(struct pcpu));
773                 dpcpu_init((void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
774                     M_WAITOK | M_ZERO), bootAP);
775                 pc->pc_apic_id = cpu_apic_ids[bootAP];
776                 pc->pc_vcpu_id = cpu_apic_ids[bootAP];
777                 pc->pc_prvspace = pc;
778                 pc->pc_curthread = 0;
779
780                 gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) pc;
781                 gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (int) &pc->pc_common_tss;
782                 
783                 PT_SET_MA(bootAPgdt, VTOM(bootAPgdt) | PG_V | PG_RW);
784                 bzero(bootAPgdt, PAGE_SIZE);
785                 for (x = 0; x < NGDT; x++)
786                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &bootAPgdt[x].sd);
787                 PT_SET_MA(bootAPgdt, vtomach(bootAPgdt) | PG_V);
788 #ifdef notyet
789                 
790                 if (HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_get_physid, cpu, &cpu_id) == 0) { 
791                         apicid = xen_vcpu_physid_to_x86_apicid(cpu_id.phys_id); 
792                         acpiid = xen_vcpu_physid_to_x86_acpiid(cpu_id.phys_id); 
793 #ifdef CONFIG_ACPI 
794                         if (acpiid != 0xff) 
795                                 x86_acpiid_to_apicid[acpiid] = apicid; 
796 #endif 
797                 } 
798 #endif
799                 
800                 /* attempt to start the Application Processor */
801                 if (!start_ap(cpu)) {
802                         printf("AP #%d (PHY# %d) failed!\n", cpu, apic_id);
803                         /* better panic as the AP may be running loose */
804                         printf("panic y/n? [y] ");
805                         if (cngetc() != 'n')
806                                 panic("bye-bye");
807                 }
808
809                 CPU_SET(cpu, &all_cpus);        /* record AP in CPU map */
810         }
811         
812
813         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, 0, NKPT * NBPDR - 1);
814         
815         /* number of APs actually started */
816         return (mp_naps);
817 }
818
819 extern uint8_t *pcpu_boot_stack;
820 extern trap_info_t trap_table[];
821
822 static void
823 smp_trap_init(trap_info_t *trap_ctxt)
824 {
825         const trap_info_t *t = trap_table;
826
827         for (t = trap_table; t->address; t++) {
828                 trap_ctxt[t->vector].flags = t->flags;
829                 trap_ctxt[t->vector].cs = t->cs;
830                 trap_ctxt[t->vector].address = t->address;
831         }
832 }
833
834 extern struct rwlock pvh_global_lock;
835 extern int nkpt;
836 static void
837 cpu_initialize_context(unsigned int cpu)
838 {
839         /* vcpu_guest_context_t is too large to allocate on the stack.
840          * Hence we allocate statically and protect it with a lock */
841         vm_page_t m[NPGPTD + 2];
842         static vcpu_guest_context_t ctxt;
843         vm_offset_t boot_stack;
844         vm_offset_t newPTD;
845         vm_paddr_t ma[NPGPTD];
846         int i;
847
848         /*
849          * Page 0,[0-3] PTD
850          * Page 1, [4]  boot stack
851          * Page [5]     PDPT
852          *
853          */
854         for (i = 0; i < NPGPTD + 2; i++) {
855                 m[i] = vm_page_alloc(NULL, 0,
856                     VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
857                     VM_ALLOC_ZERO);
858
859                 pmap_zero_page(m[i]);
860
861         }
862         boot_stack = kva_alloc(PAGE_SIZE);
863         newPTD = kva_alloc(NPGPTD * PAGE_SIZE);
864         ma[0] = VM_PAGE_TO_MACH(m[0])|PG_V;
865
866 #ifdef PAE      
867         pmap_kenter(boot_stack, VM_PAGE_TO_PHYS(m[NPGPTD + 1]));
868         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
869                 ((vm_paddr_t *)boot_stack)[i] =
870                 ma[i] = VM_PAGE_TO_MACH(m[i])|PG_V;
871         }
872 #endif  
873
874         /*
875          * Copy cpu0 IdlePTD to new IdlePTD - copying only
876          * kernel mappings
877          */
878         pmap_qenter(newPTD, m, 4);
879         
880         memcpy((uint8_t *)newPTD + KPTDI*sizeof(vm_paddr_t),
881             (uint8_t *)PTOV(IdlePTD) + KPTDI*sizeof(vm_paddr_t),
882             nkpt*sizeof(vm_paddr_t));
883
884         pmap_qremove(newPTD, 4);
885         kva_free(newPTD, 4 * PAGE_SIZE);
886         /*
887          * map actual idle stack to boot_stack
888          */
889         pmap_kenter(boot_stack, VM_PAGE_TO_PHYS(m[NPGPTD]));
890
891
892         xen_pgdpt_pin(VM_PAGE_TO_MACH(m[NPGPTD + 1]));
893         rw_wlock(&pvh_global_lock);
894         for (i = 0; i < 4; i++) {
895                 int pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
896                 int curoffset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
897                 
898                 xen_queue_pt_update((vm_paddr_t)
899                     ((ma[pdir] & ~PG_V) + (curoffset*sizeof(vm_paddr_t))), 
900                     ma[i]);
901         }
902         PT_UPDATES_FLUSH();
903         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
904         
905         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
906         ctxt.flags = VGCF_IN_KERNEL;
907         ctxt.user_regs.ds = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
908         ctxt.user_regs.es = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
909         ctxt.user_regs.fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
910         ctxt.user_regs.gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
911         ctxt.user_regs.cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
912         ctxt.user_regs.ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
913         ctxt.user_regs.eip = (unsigned long)init_secondary;
914         ctxt.user_regs.eflags = PSL_KERNEL | 0x1000; /* IOPL_RING1 */
915
916         memset(&ctxt.fpu_ctxt, 0, sizeof(ctxt.fpu_ctxt));
917
918         smp_trap_init(ctxt.trap_ctxt);
919
920         ctxt.ldt_ents = 0;
921         ctxt.gdt_frames[0] =
922             (uint32_t)((uint64_t)vtomach(bootAPgdt) >> PAGE_SHIFT);
923         ctxt.gdt_ents      = 512;
924
925 #ifdef __i386__
926         ctxt.user_regs.esp = boot_stack + PAGE_SIZE;
927
928         ctxt.kernel_ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
929         ctxt.kernel_sp = boot_stack + PAGE_SIZE;
930
931         ctxt.event_callback_cs     = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
932         ctxt.event_callback_eip    = (unsigned long)Xhypervisor_callback;
933         ctxt.failsafe_callback_cs  = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
934         ctxt.failsafe_callback_eip = (unsigned long)failsafe_callback;
935
936         ctxt.ctrlreg[3] = VM_PAGE_TO_MACH(m[NPGPTD + 1]);
937 #else /* __x86_64__ */
938         ctxt.user_regs.esp = idle->thread.rsp0 - sizeof(struct pt_regs);
939         ctxt.kernel_ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
940         ctxt.kernel_sp = idle->thread.rsp0;
941
942         ctxt.event_callback_eip    = (unsigned long)hypervisor_callback;
943         ctxt.failsafe_callback_eip = (unsigned long)failsafe_callback;
944         ctxt.syscall_callback_eip  = (unsigned long)system_call;
945
946         ctxt.ctrlreg[3] = xen_pfn_to_cr3(virt_to_mfn(init_level4_pgt));
947
948         ctxt.gs_base_kernel = (unsigned long)(cpu_pda(cpu));
949 #endif
950
951         printf("gdtpfn=%lx pdptpfn=%lx\n",
952             ctxt.gdt_frames[0],
953             ctxt.ctrlreg[3] >> PAGE_SHIFT);
954
955         PANIC_IF(HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_initialise, cpu, &ctxt));
956         DELAY(3000);
957         PANIC_IF(HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL));
958 }
959
960 /*
961  * This function starts the AP (application processor) identified
962  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
963  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
964  * of the different hardware we might encounter.  It isn't pretty,
965  * but it seems to work.
966  */
967
968 int cpus;
969 static int
970 start_ap(int apic_id)
971 {
972         int ms;
973
974         /* used as a watchpoint to signal AP startup */
975         cpus = mp_naps;
976
977         cpu_initialize_context(apic_id);
978         
979         /* Wait up to 5 seconds for it to start. */
980         for (ms = 0; ms < 5000; ms++) {
981                 if (mp_naps > cpus)
982                         return (1);     /* return SUCCESS */
983                 DELAY(1000);
984         }
985         return (0);             /* return FAILURE */
986 }
987
988 static void
989 ipi_pcpu(int cpu, u_int ipi)
990 {
991         KASSERT((ipi <= nitems(xen_ipis)), ("invalid IPI"));
992         xen_intr_signal(DPCPU_ID_GET(cpu, ipi_handle[ipi]));
993 }
994
995 /*
996  * send an IPI to a specific CPU.
997  */
998 static void
999 ipi_send_cpu(int cpu, u_int ipi)
1000 {
1001         u_int bitmap, old_pending, new_pending;
1002
1003         if (IPI_IS_BITMAPED(ipi)) { 
1004                 bitmap = 1 << ipi;
1005                 ipi = IPI_BITMAP_VECTOR;
1006                 do {
1007                         old_pending = cpu_ipi_pending[cpu];
1008                         new_pending = old_pending | bitmap;
1009                 } while  (!atomic_cmpset_int(&cpu_ipi_pending[cpu],
1010                     old_pending, new_pending)); 
1011                 if (!old_pending)
1012                         ipi_pcpu(cpu, RESCHEDULE_VECTOR);
1013         } else {
1014                 KASSERT(call_data != NULL, ("call_data not set"));
1015                 ipi_pcpu(cpu, CALL_FUNCTION_VECTOR);
1016         }
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Flush the TLB on all other CPU's
1021  */
1022 static void
1023 smp_tlb_shootdown(u_int vector, vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1024 {
1025         u_int ncpu;
1026         struct _call_data data;
1027
1028         ncpu = mp_ncpus - 1;    /* does not shootdown self */
1029         if (ncpu < 1)
1030                 return;         /* no other cpus */
1031         if (!(read_eflags() & PSL_I))
1032                 panic("%s: interrupts disabled", __func__);
1033         mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1034         KASSERT(call_data == NULL, ("call_data isn't null?!"));
1035         call_data = &data;
1036         call_data->func_id = vector;
1037         call_data->arg1 = addr1;
1038         call_data->arg2 = addr2;
1039         atomic_store_rel_int(&smp_tlb_wait, 0);
1040         ipi_all_but_self(vector);
1041         while (smp_tlb_wait < ncpu)
1042                 ia32_pause();
1043         call_data = NULL;
1044         mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1045 }
1046
1047 static void
1048 smp_targeted_tlb_shootdown(cpuset_t mask, u_int vector, vm_offset_t addr1,
1049     vm_offset_t addr2)
1050 {
1051         int cpu, ncpu, othercpus;
1052         struct _call_data data;
1053
1054         othercpus = mp_ncpus - 1;
1055         if (CPU_ISFULLSET(&mask)) {
1056                 if (othercpus < 1)
1057                         return;
1058         } else {
1059                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
1060                 if (CPU_EMPTY(&mask))
1061                         return;
1062         }
1063         if (!(read_eflags() & PSL_I))
1064                 panic("%s: interrupts disabled", __func__);
1065         mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1066         KASSERT(call_data == NULL, ("call_data isn't null?!"));
1067         call_data = &data;              
1068         call_data->func_id = vector;
1069         call_data->arg1 = addr1;
1070         call_data->arg2 = addr2;
1071         atomic_store_rel_int(&smp_tlb_wait, 0);
1072         if (CPU_ISFULLSET(&mask)) {
1073                 ncpu = othercpus;
1074                 ipi_all_but_self(vector);
1075         } else {
1076                 ncpu = 0;
1077                 while ((cpu = CPU_FFS(&mask)) != 0) {
1078                         cpu--;
1079                         CPU_CLR(cpu, &mask);
1080                         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu,
1081                             vector);
1082                         ipi_send_cpu(cpu, vector);
1083                         ncpu++;
1084                 }
1085         }
1086         while (smp_tlb_wait < ncpu)
1087                 ia32_pause();
1088         call_data = NULL;
1089         mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1090 }
1091
1092 void
1093 smp_cache_flush(void)
1094 {
1095
1096         if (smp_started)
1097                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLCACHE, 0, 0);
1098 }
1099
1100 void
1101 smp_invltlb(void)
1102 {
1103
1104         if (smp_started) {
1105                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLTLB, 0, 0);
1106         }
1107 }
1108
1109 void
1110 smp_invlpg(vm_offset_t addr)
1111 {
1112
1113         if (smp_started) {
1114                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLPG, addr, 0);
1115         }
1116 }
1117
1118 void
1119 smp_invlpg_range(vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1120 {
1121
1122         if (smp_started) {
1123                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLRNG, addr1, addr2);
1124         }
1125 }
1126
1127 void
1128 smp_masked_invltlb(cpuset_t mask)
1129 {
1130
1131         if (smp_started) {
1132                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLTLB, 0, 0);
1133         }
1134 }
1135
1136 void
1137 smp_masked_invlpg(cpuset_t mask, vm_offset_t addr)
1138 {
1139
1140         if (smp_started) {
1141                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLPG, addr, 0);
1142         }
1143 }
1144
1145 void
1146 smp_masked_invlpg_range(cpuset_t mask, vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1147 {
1148
1149         if (smp_started) {
1150                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLRNG, addr1, addr2);
1151         }
1152 }
1153
1154 /*
1155  * send an IPI to a set of cpus.
1156  */
1157 void
1158 ipi_selected(cpuset_t cpus, u_int ipi)
1159 {
1160         int cpu;
1161
1162         /*
1163          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1164          * of help in order to understand what is the source.
1165          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1166          */
1167         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1168                 CPU_OR_ATOMIC(&ipi_nmi_pending, &cpus);
1169
1170         while ((cpu = CPU_FFS(&cpus)) != 0) {
1171                 cpu--;
1172                 CPU_CLR(cpu, &cpus);
1173                 CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
1174                 ipi_send_cpu(cpu, ipi);
1175         }
1176 }
1177
1178 /*
1179  * send an IPI to a specific CPU.
1180  */
1181 void
1182 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
1183 {
1184
1185         /*
1186          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1187          * of help in order to understand what is the source.
1188          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1189          */
1190         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1191                 CPU_SET_ATOMIC(cpu, &ipi_nmi_pending);
1192
1193         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
1194         ipi_send_cpu(cpu, ipi);
1195 }
1196
1197 /*
1198  * send an IPI to all CPUs EXCEPT myself
1199  */
1200 void
1201 ipi_all_but_self(u_int ipi)
1202 {
1203         cpuset_t other_cpus;
1204
1205         /*
1206          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1207          * of help in order to understand what is the source.
1208          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1209          */
1210         other_cpus = all_cpus;
1211         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
1212         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1213                 CPU_OR_ATOMIC(&ipi_nmi_pending, &other_cpus);
1214
1215         CTR2(KTR_SMP, "%s: ipi: %x", __func__, ipi);
1216         ipi_selected(other_cpus, ipi);
1217 }
1218
1219 int
1220 ipi_nmi_handler()
1221 {
1222         u_int cpuid;
1223
1224         /*
1225          * As long as there is not a simple way to know about a NMI's
1226          * source, if the bitmask for the current CPU is present in
1227          * the global pending bitword an IPI_STOP_HARD has been issued
1228          * and should be handled.
1229          */
1230         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1231         if (!CPU_ISSET(cpuid, &ipi_nmi_pending))
1232                 return (1);
1233
1234         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &ipi_nmi_pending);
1235         cpustop_handler();
1236         return (0);
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Handle an IPI_STOP by saving our current context and spinning until we
1241  * are resumed.
1242  */
1243 void
1244 cpustop_handler(void)
1245 {
1246         int cpu;
1247
1248         cpu = PCPU_GET(cpuid);
1249
1250         savectx(&stoppcbs[cpu]);
1251
1252         /* Indicate that we are stopped */
1253         CPU_SET_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
1254
1255         /* Wait for restart */
1256         while (!CPU_ISSET(cpu, &started_cpus))
1257             ia32_pause();
1258
1259         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &started_cpus);
1260         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
1261
1262         if (cpu == 0 && cpustop_restartfunc != NULL) {
1263                 cpustop_restartfunc();
1264                 cpustop_restartfunc = NULL;
1265         }
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Handlers for TLB related IPIs
1270  *
1271  * On i386 Xen PV this are no-ops since this port doesn't support SMP.
1272  */
1273 void
1274 invltlb_handler(void)
1275 {
1276 }
1277
1278 void
1279 invlpg_handler(void)
1280 {
1281 }
1282
1283 void
1284 invlrng_handler(void)
1285 {
1286 }
1287
1288 void
1289 invlcache_handler(void)
1290 {
1291 }
1292
1293 /*
1294  * This is called once the rest of the system is up and running and we're
1295  * ready to let the AP's out of the pen.
1296  */
1297 static void
1298 release_aps(void *dummy __unused)
1299 {
1300
1301         if (mp_ncpus == 1) 
1302                 return;
1303         atomic_store_rel_int(&aps_ready, 1);
1304         while (smp_started == 0)
1305                 ia32_pause();
1306 }
1307 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, release_aps, NULL);
1308 SYSINIT(start_ipis, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, xen_smp_intr_init_cpus, NULL);
1309 SYSINIT(start_cpu, SI_SUB_INTR, SI_ORDER_ANY, xen_smp_intr_setup_cpus, NULL);